細(xì)菌耐藥機(jī)制,整理了一下

最近聽了幾位微生物和感染學(xué)教授的課程，頗有收獲，不過，突然發(fā)現(xiàn)自己對一些基本概念居然不是很明確，比如耐藥機(jī)制、內(nèi)酰胺酶的分類。。。馬上上網(wǎng)尋找，發(fā)現(xiàn)原來網(wǎng)上這方面也缺乏系統(tǒng)、詳細(xì)的介紹（也可能我沒找到），于是馬上收集資料，翻譯原文，決定來一個專題，不妥之處，大家指正。

抗生素的細(xì)菌耐藥可能與整個種的固有特性有關(guān)，也可能出現(xiàn)在正常敏感菌種內(nèi)，通過變異或者基因轉(zhuǎn)移獲得。

（一）細(xì)菌產(chǎn)生滅活酶或鈍化酶
細(xì)菌可產(chǎn)生滅活酶或鈍化酶，以此來破壞各種抗菌藥物。目前，細(xì)菌產(chǎn)生的滅活酶或鈍化酶主要是β-內(nèi)酰胺酶////氨基糖苷類抗菌藥物鈍化酶///氯霉素乙酰轉(zhuǎn)移酶///MLS（大環(huán)內(nèi)酯類—林克霉素類—鏈陽菌素類）類抗菌藥物鈍化酶

β-內(nèi)酰胺酶根據(jù)各自的氨基酸序列可分為A、B、C、D共4種分子類別，按照各自的底物、抑制劑及分子結(jié)構(gòu)分為4組，第1組是不被β-內(nèi)酰胺酶抑制劑克拉維酸抑制的頭孢菌素酶，分子量大于30kD，分子類別屬C類。大部分由染色體介導(dǎo)，但近年來發(fā)現(xiàn)也可由質(zhì)粒介導(dǎo)。第2組為可被克拉維酸抑制的β-內(nèi)酰胺酶，為數(shù)量最多的一組，一半以上由質(zhì)粒介導(dǎo)。根據(jù)對青霉素類、頭孢菌素類、肟類β-內(nèi)酰胺、氯唑西林、羧芐西林和碳青霉烯類抗菌藥物的水解活性分為2a、2b、2be、2c、2d、2e共6個亞組；最近發(fā)現(xiàn)的不能被克拉維酸抑制的TEM型酶和染色體介導(dǎo)的A類碳青霉烯酶分屬于2br和2f亞組。除2d的分子類別為D類外，其余各亞組分子類別均為A類。第3組酶的作用需要金屬離子如Zn2+的參與，故稱為金屬β-內(nèi)酰胺酶。分子類別屬B類，不被克拉維酸抑制，但可被乙二胺四乙酸(EDTA)抑制。第4組包括少量青霉素酶，不被克拉維酸抑制，主要由染色體介導(dǎo)。本組分子類別未知。

氨基糖苷類抗菌藥物鈍化酶可修飾抗菌藥物分子中某些保持抗菌活性所必須的基團(tuán)，使其與作用靶位核糖體的親和力大為降低。這些鈍化酶包括氨基糖苷?；D(zhuǎn)移酶、氨基糖苷腺苷轉(zhuǎn)移酶或氨基糖苷核苷轉(zhuǎn)移酶和氨基糖苷磷酸轉(zhuǎn)移酶等。

MSL類鈍化酶,MSL類抗菌藥物因其結(jié)構(gòu)的差異，細(xì)菌產(chǎn)生的鈍化酶也有差異。對紅霉素具有高度耐受性的腸桿菌屬、大腸埃希氏菌中存在紅霉素鈍化酶，紅霉素鈍化酶可酯解紅霉素和竹桃霉素的大環(huán)內(nèi)酯結(jié)構(gòu)。

氯霉素鈍化酶是?；D(zhuǎn)移酶(chloramphenicol acetyltransferase， CAT)。該酶存在于葡萄球菌、D組鏈球菌、肺炎鏈球菌、腸桿菌屬和奈瑟氏菌中，其編碼基因可以定位在染色體上，也可以定位在質(zhì)粒上。

（二） 細(xì)菌藥物作用靶位改變

β-內(nèi)酰胺類是臨床最常用的抗菌藥物，其作用靶點(diǎn)是青霉素結(jié)合蛋白（penicillin binding proteins,PBPs）。PBPs是一組位于細(xì)菌內(nèi)膜、具有催化作用的酶，參與細(xì)菌細(xì)胞壁的合成、形態(tài)維持和細(xì)菌糖肽結(jié)構(gòu)調(diào)整等功能。

萬古霉素是一種高分子量的糖肽類抗菌藥物，它和革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁肽聚糖前體五肽中的D-丙氨酸-D-丙氨酸末端（D-ala-D-ala）結(jié)合，抑制細(xì)菌細(xì)胞壁蛋白合成。絕大多數(shù)臨床的革蘭氏陽性菌，均對萬古霉素敏感。萬古霉素也是治療MRSA臨床感染的最為有效的抗菌藥物。但因?yàn)榕R床上萬古霉素的大量使用及其在使用中的不合理現(xiàn)象，導(dǎo)致了耐萬古霉素腸球菌（vancomycin resistant enterococus ,VRE）的出現(xiàn)。VRE可通過DNA獲得質(zhì)粒或轉(zhuǎn)座子以及突變株的發(fā)生，而產(chǎn)生耐藥性。

大環(huán)內(nèi)酯類、林可霉素、鏈陽菌素、四環(huán)素類、氨基糖苷類藥物作用靶位改變.此類藥物主要通過與細(xì)菌核糖體結(jié)合，抑制細(xì)菌蛋白質(zhì)合成，而發(fā)揮抗菌作用。細(xì)菌核糖體由大亞基（50s）、小亞基(30s)構(gòu)成，亞基中mRNA及蛋白質(zhì)的改變，可引起與抗菌藥物親和力的變化，而產(chǎn)生對上述幾類藥物的耐藥性。

利福霉素類通過與RNA聚合酶結(jié)合，抑制細(xì)菌轉(zhuǎn)錄過程，而到達(dá)抗菌效果。耐利福霉素細(xì)菌，如大腸埃希菌、結(jié)核分支桿菌，編碼RNA聚合酶β亞基的基因（rpoB）可產(chǎn)生突變，導(dǎo)致其不易與利福霉素類藥物相結(jié)合，而產(chǎn)生耐藥。

喹諾酮可抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶活性，阻止DNA復(fù)制、修復(fù)，染色體分離、轉(zhuǎn)錄及其他功能，從而發(fā)揮殺菌作用。DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ又常稱為DNA旋轉(zhuǎn)酶，其基因突變可引起耐藥.

磺胺類藥物可通過抑制二氫葉酸合成酶或二氫葉酸還原酶，使細(xì)菌發(fā)生葉酸代謝障礙，而發(fā)揮抑菌作用。耐磺胺類藥物的細(xì)菌的二氫葉酸合成酶或二氫葉酸還原酶與磺胺類藥物親和力降低，或靶位酶的合成量增加。

（三）細(xì)菌細(xì)胞膜滲透性改變

細(xì)菌細(xì)胞膜與細(xì)胞的細(xì)胞膜相似，是一種具有高度選擇性的滲透性屏障。細(xì)胞外膜上的某些特殊蛋白，即膜孔蛋白（porin）是一種非特異性的、跨越細(xì)胞膜的水溶性擴(kuò)散通道?？咕幬镆部赏ㄟ^這些膜孔蛋白進(jìn)入菌體內(nèi)部，發(fā)揮效用。而某些細(xì)菌由于膜孔蛋白較少或蛋白通道較小，使某些抗菌藥物不能進(jìn)入菌體內(nèi)部，產(chǎn)生所謂“內(nèi)在性耐藥”或稱“固有性耐藥”(intrinsicallyresistant)，即這種耐藥并非是由于任何染色體的突變或是耐藥質(zhì)粒的獲得所致。如銅綠假單胞菌的細(xì)胞外膜上沒有大多數(shù)革蘭氏陰性細(xì)菌所具有的典型的高滲透性孔蛋白，它的孔蛋白通道對小分子物質(zhì)的滲透速度僅為典型孔蛋白通道的1／100。

（四）細(xì)菌主動藥物外排機(jī)制

細(xì)菌主動藥物轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)根據(jù)其超分子結(jié)構(gòu)、機(jī)理和順序的同源性等可以將其分為四類：第一類為主要易化(MF)家族；第二類為耐藥小節(jié)分裂(RND)家族，它也包括轉(zhuǎn)運(yùn)鈣離子、鈷離子和鎳離子的轉(zhuǎn)運(yùn)器；第三類為鏈霉素耐藥或葡萄球菌多重耐藥家族，它假定由四種轉(zhuǎn)膜螺旋組成的小轉(zhuǎn)運(yùn)器；第四類為ABC(ATP-bindingcassette，ATP結(jié)合盒)轉(zhuǎn)運(yùn)器，它由兩個轉(zhuǎn)膜蛋白和兩個ATP結(jié)合亞基或結(jié)構(gòu)域組成。前三類主動泵出系統(tǒng)運(yùn)行所需能量由氫離子藥物反轉(zhuǎn)運(yùn)體逆轉(zhuǎn)H+，形成H+濃度差而產(chǎn)生的勢能所提供，而第四類利用ATP水解所釋放的自由能排出細(xì)胞內(nèi)有毒物質(zhì)。

（五）細(xì)菌生物被膜的形成

細(xì)菌生物被膜是指細(xì)菌粘附于固體或有機(jī)腔道表面，形成微菌落，并分泌細(xì)胞外多糖蛋白復(fù)合物將自身包裹其中而形成的膜狀物。細(xì)菌間的多糖蛋白復(fù)合物形成孔道維持細(xì)菌物質(zhì)代謝。常見的形成細(xì)菌生物被膜的臨床致病菌有銅綠假單胞菌、表皮葡萄球菌、大腸埃希菌等。

細(xì)菌形成生物被膜后，往往對抗菌藥物產(chǎn)生耐藥性，其原因有（1）細(xì)菌生物被膜可減少抗菌藥物滲透。（2）吸附抗菌藥物鈍化酶，促進(jìn)抗菌藥物水解。（3）細(xì)菌生物被膜下細(xì)菌代謝低下，對抗菌藥物不敏感。（4）生物被膜的存在阻止了機(jī)體對細(xì)菌的免疫力，產(chǎn)生免疫逃逸現(xiàn)象，減弱機(jī)體免疫力與抗菌藥物的協(xié)同殺菌作用。